[發明專利]一種TiN-TiN/TiSiN-TiSiN納米多層梯度復合涂層及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202211035223.2
• 申請日: 2022-08-26
• 公開（公告）號: CN115418608B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發明（設計）人: 陳汪林;黃勇浩;李喆;王成勇
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: C23C14/06
• 分類號: C23C14/06;C23C14/32;C23C14/54
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 陳嘉毅

1.一種TiN-TiN/TiSiN-TiSiN納米多層梯度復合涂層，其特征在于，包括依次連接的第一TiN層、TiN/TiSiN納米多層和第一TiSiN層，其中，所述第一TiN層為底層，底層與基體連接；所述TiN/TiSiN納米多層為由第二TiN層與第二TiSiN層交替沉積組成的多層結構，所述多層結構為至少100層，所述TiN/TiSiN納米多層的厚度為1.0～7.0μm。

2.根據權利要求1所述TiN-TiN/TiSiN-TiSiN納米多層梯度復合涂層，其特征在于，所述TiN/TiSiN納米多層的厚度為1.5～5.0μm。

3.根據權利要求1所述TiN-TiN/TiSiN-TiSiN納米多層梯度復合涂層，其特征在于，每一所述第二TiN層的厚度為2～10nm；每一所述第二TiSiN層的厚度為2～10nm。

4.根據權利要求1所述TiN-TiN/TiSiN-TiSiN納米多層梯度復合涂層，其特征在于，所述第一TiN層的厚度為0.1～0.7μm。

5.根據權利要求1所述TiN-TiN/TiSiN-TiSiN納米多層梯度復合涂層，其特征在于，所述第一TiSiN層的厚度為0.2～2μm。

6.根據權利要求5所述TiN-TiN/TiSiN-TiSiN納米多層梯度復合涂層，其特征在于，所述第一TiSiN層的厚度為0.5～1.5μm。

7.權利要求1～6任一所述TiN-TiN/TiSiN-TiSiN納米多層梯度復合涂層的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

使用電弧離子鍍設備，先利用Ti靶在基體表面沉積第一TiN層；然后再利用Ti和TiSi靶在第一TiN層上交替沉積TiN/TiSiN納米多層，最后再利用TiSi靶在TiN/TiSiN納米多層上沉積第一TiSiN層，即得TiN-TiN/TiSiN-TiSiN納米多層梯度復合涂層。

8.根據權利要求7所述TiN-TiN/TiSiN-TiSiN納米多層梯度復合涂層的制備方法，其特征在于，所述基體為高速鋼或硬質合金中的一種或兩種。

9.根據權利要求7所述TiN-TiN/TiSiN-TiSiN納米多層梯度復合涂層的制備方法，其特征在于，具體如下：

S1：對基體進行超聲去油、脫脂、清洗和烘干；

S2：使用電弧離子鍍設備，控制Ti靶電流為60～160A，通入氮氣100～700sccm，施加基體偏壓-50～-200V，控制爐內工件轉架速度為2.0～8.0rpm，400～550℃下在基體表面沉積5～60min，得到第一TiN層；

S3：控制Ti靶和TiSi靶電流均為60～160A，通入氮氣100～700sccm，施加基體偏壓-50～-200V，控制爐內工件轉架速度為2.0～9.0rpm，400～550℃下利用Ti靶和TiSi靶在第一TiN層上交替沉積0.5～6h，得到TiN/TiSiN納米多層，至此，得到TiN-TiN/TiSiN層；

S4：控制TiSi靶電流為60～160A，通入氮氣100～700sccm，施加基體偏壓-50～-200V，控制爐內工件轉架速度為2.0～8.0rpm，400～550℃下在TiN-TiN/TiSiN層上沉積0.5～6h，得到第一TiSiN層，至此，即得TiN-TiN/TiSiN-TiSiN納米多層梯度復合涂層。

10.權利要求1～6任一所述TiN-TiN/TiSiN-TiSiN納米多層梯度復合涂層在刀具和模具制備中的應用。